冷庫制冷系統中冷凝溫度的高低,主要取決于冷卻介質的溫度及流量、冷凝面積及冷凝器的形式等。降低冷凝溫度,可以提高壓縮機的制冷量,減少功率消耗,從而提高制冷系數,提高運行的經濟性。但冷凝溫度也不應該過低(尤其在冬天需特別予以注意),否則將會影響到制冷劑的循環量,反而使制冷量下降。冷凝溫度過高不僅制冷量下降,功率消耗增加,而且會使壓縮機的排氣溫度增高,潤滑油溫度升高,粘度降低,影響潤滑效果,甚至結碳,使氣閥密封性能下降,直接影響到壓縮機運行的可靠性和壽命。因此,在實際運行過程中,必須密切注意冷凝溫度,必要時也應給予調整。河南冷庫安裝
冷凝溫度與冷凝壓力之間也有一定的對應關系。因此冷凝溫度的調節,同樣可以通過調節冷凝壓力來達到。 在冷卻介質(水或空氣)的溫度一定時,冷凝壓力的調整,可通過改變冷卻介質的流量和冷凝面積來達到。冷卻介質流量增加,流速相應提高,可減少傳熱溫差,從而降低冷凝溫度;增大傳熱面積(可通過增加并聯冷凝器的臺數來實現)也可達到降低冷凝壓力的目的。降低冷卻介質的溫度,冷凝壓力可明顯下降。冷凝壓力的高低,可通過裝在壓縮機排氣端得壓力表上的指示值反映出來。
冷凝溫度和冷凝壓力
冷凝溫度也是制冷裝置運行中最重要的參數之一,冷凝溫度是指制冷劑在冷凝器中由氣態冷凝成飽和液態時的溫度,它于相應的冷凝壓力是對應的,冷凝溫度升高,冷凝壓力也升高。一般在特定的制冷系統中,冷凝壓力升高,壓縮比增大,壓縮機的壓縮功增大,制冷效率降低,在標準工況下,冷凝溫度每上升10℃,制冷量下降10%,軸功率增加20%。另外,冷凝溫度過高,還將引起壓縮機排氣壓力過高,排氣溫度升高,這對壓縮機的安全運行十分不利,容易造成事故。反之,冷凝壓力降低,系統的耗電量減少。因此,制冷系統在較低的冷凝壓力下運行,一般認為可以獲得節能效果。
冷凝溫度的確定
冷凝溫度的確定與冷凝器的型式有關,對于水冷式冷凝器,冷凝溫度決定于冷卻水的溫度、流量、流速、冷凝面積、壓縮機的排氣量以及空氣濕度、油污、水垢等影響冷凝器傳熱效率的各種因素,一般情況下,水冷式冷凝器的冷凝溫度比冷卻水出口溫度高4~6℃ 。
風冷式冷凝器的冷凝溫度主要決定于空氣溫度、空氣流速、冷凝面積、壓縮機的排氣量及影響冷凝器傳熱效率的各種因素。風冷式冷凝器的冷凝溫度比空氣溫度高8~12℃。
合理的冷凝溫度是通過經濟、技術的綜合分析確定的,表3是幾種常見制冷劑合理的冷凝溫度:綜上可見,冷凝溫度受到許多因素影響,但是
從節能角度,在設計時應適當選取較高的冷凝溫度, 即配置較大的冷凝換熱面積,達到節能運行的目的。從操作調節的角度,應控制制冷裝置在盡可能低的冷凝溫度下運行, 以提高制冷效率,降低運行費用。
冷凝溫度如何調節
在實際運行中,冷凝溫度的變化,主要受環境溫度影響較大,夏季環境溫度升高,冷凝溫度也會升高,在環境溫度一定的情況下,如何通過操作調節,使冷凝溫度和壓力工作在合理的范圍之內,實現降低能耗的目的,主要應從以下幾個方面入手:
冷凝溫度的高低與冷卻介質量的大小和溫度的高低直接相關,在實際操作中,通常通過調節冷卻介質量的大小或溫度的高低來控制冷凝溫度的高低,冷卻介質量大或溫度低,冷凝溫度和壓力將降低,制冷機的功耗也降低。
是此時冷凝溫度和壓力的降低是以水泵和風機功耗增加為代價的。因此,對于集中式制冷系統,在部分載荷時,應特別注意控制調節冷凝系統水泵或風機,避免無效的功耗。也就是說,冷凝溫度和壓力的降低固然可使壓縮功減少,但此時冷凝溫度的降低若一味是以冷卻介質溫度的降低、流量和流速的增加, 即水泵、風機耗功增加為代價的,則不一定是經濟的作法。因為制冷裝置的總能耗包括了壓縮機的能耗、水泵和風機的能耗。因此,在冷凝溫度和壓力合理的范圍之內,通過調節減少冷卻介質的流量、流速或者適當提高水溫,使冷凝溫度和壓力適當升高, 由于減少了冷凝動力的消耗,這時制冷系統的總能耗也可能降低,獲得總體節能的效果。適當升高制冷裝置冷凝溫度也可達到節能效果的提出,標志著人們對冷凝溫度的控制有了更深入的認識,這與國外的研究結果是一致的。近年來,國外許多風冷冷凝器,采用了部分負荷調節或調速裝置,即在部分負荷時,停止部分風機運行或降低風機轉速,減少空氣流量,此時冷凝壓力雖有所升高, 但包括風機在內的總電耗下降,達到節能效果。
制冷系統中水泵、冷卻塔的開啟臺數與制冷負荷要匹配。
水泵、冷卻塔風機運行的能耗所占的比重雖然不大,但由于其使用的頻率高,累計能耗還是十分可觀的。每年3~5個月,也就是說每年只有3~5個月水泵、冷卻塔處于滿負荷運行狀態,更多的時候冷卻水系統具有較大裕量。如何合理地調節水泵、冷卻塔的開啟臺數,使之與制冷負荷相匹配,這是水泵、冷卻塔節能的關鍵。
首先,在選用水泵、冷卻塔時應根據實際情況進行合理的選擇水泵揚程不宜富裕過大;冷卻塔風機配置要合理。另外,制冷操作人員應能根據制冷機的開啟臺數及其排氣壓力和溫度的變化合理地調節水泵、冷卻塔風機的開啟臺數。亦可根據水溫的變化,通過溫感控制或電機的變頻控制來自動調節水泵、冷卻塔風機的開啟臺數。
保持換熱面積的清潔,消除影響熱交換的因素,即及時除垢、放油、排除不凝結氣體;另一方面,就是控制冷卻介質的流量、流速,保證冷卻介質均勻地流過換熱表面;還要特別注意冷卻水在冷凝器中分配的均勻性。
除上述之外,充分利用晝夜溫差引起的夜間熱負荷降低,冷卻水溫度、冷凝溫度降低,制冷裝置夜間運行可獲得節能效益。同時由于夜間電網處于低谷期,電價比正常期和高峰期低得多,因此,制冷裝置夜間運行,特別是深夜運行,不僅能夠節能, 同時電價低,企業可以獲得明顯的經濟效益,而且對電力網的削峰填谷具有重要的經濟效益和社會效益。另外,采用多級分段制冷工藝使制冷裝置在各個時段中采用不同的運行參數,降低傳熱溫差和利用連續變溫調節時制冷系數大的原理, 以不增加投資實現實際制冷凍結過程的節能也都具有較為明顯的經濟效益。
制冷裝置在運行過程中, 由于熱負荷的變化、能量的變化、傳熱面積的變化,都會影響冷凝溫度、蒸發溫度、排氣溫度的變化,要保證各種運行參數在規定的范圍內運行,就要適時正確地進行操作調整,但操作調整的前提必須掌握正確的運行參數,否則,就不能實現制冷裝置安全可靠,經濟合理的運行。
